Розділ 2: Процеси гірничого виробництва

Тема 12: Поняття про підготовку шахтного поля

План заняття

1.Загальні відомості про підготовку шахтного поля.

2.Класифікація способів підготовки.

-По розташуванню підготовчих виробок відносно пласта;

-По кількості пластів світи, що обслуговується підготовчою виробкою.

3.Класифікація схем підготовки

-Панельна схема підготовки;

-Поверхова схема підготовки;

-Погоризонтна схема підготовки.

1.Загальні відомості про підготовку шахтного поля.

Після розкриття родовища в межах шахтного поля приступають до його підготовки, що дозволяє почати видобуток корисних копалин в очисних вибоях. Підготовку шахтопластів ведуть частинами і в міру їх відпрацювання готують наступні частини. Завданням підготовки є постійне поновлення готових до виїмки запасів замість відпрацьованих. Постійне відновлення запасів називають відтворенням запасів.

Підготовка пласта до очисної виїмки складається з двох етапів. На першому етапі проводять готують виробки на рівні транспортного горизонту. Цей етап називають способом підготовки. Способом підготовки називається комплекс підготовчих виробок, що забезпечують поділ шахтного поля на частини і службують для транспортних, вентиляційних та інших технологічних зв'язків між очисними вибоями і розкриваючими виробками.

2.Класифікація способів підготовки.

В основу поділу способів підготовки покладені дві ознаки: розташування підготовчих виробок щодо вугільного пласта і число розроблюваних пластів, що обслуговуються підготовчими виробками. На цьому етапі підготовлюючими виробками є транспортні (головні) штреки. Залежно від розташування цих штреків щодо вугільного пласта розрізняють пластову і польову підготовку пластів.

При пластовій підготовці транспортні штреки проводять по вугільному пласту. Галузь застосування:

- при стійких бокових породах,

- на пластах з вугіллям, не схильними до самозаймання.

- в основному пласти тонкі і середньої потужності.

При нестійких бокових породах і на пластах з вугіллям, схильними до самозаймання, застосовують польову підготовку, при якій польові штреки проводять в породах лежачого боку. Для виходу на пласт від польового штреку проводять проміжні квершлаги. Від цих квершлагів по пласту проводять пластові штреки, які погашають слідом за виїмкою. Як правило, польова підготовка характерна для розробки потужних вугільних пластів.

Залежно від числа пластів, що обслуговуються підготовлюючими виробками (штреком), розрізняють індивідуальну і групову підготовку пластів в шахтному полі.

При індивідуальній підготовці транспортні штреки проводять для кожного з пластів, що розробляються. Особливість полягає в тому, що штреки підтримуються весь період відпрацювання відповідного пласта. При наявності в шахтному полі потужного пласта застосовують індивідуальну польову підготовку.

Область застосування: пласти з вугіллям, не схильними до самозаймання, при великій відстані між пластами і стійких гірських породах.

Переваги індивідуальної підготовки:

- більш швидкий розвиток очисних робіт;

- відсутність породних робіт при пластової підготовки;

- менші витрати на проведення підготовчих виробок.

Недоліки:

- великі витрати на підтримку транспортних штреків;

- складність ізоляції підземних пожеж;

- розкиданість гірських робіт.

При груповій підготовці відкатний штрек проводять загальним для всіх розроблюваних пластів свити. При цьому відпадає потреба підтримувати пластові відкатні штреки. Їх погашають в міру відпрацювання пласта в межах виїмкової поля. Груповий штрек проводять польовим в лежачому боці розроблюємої свити.

Групову підготовку застосовують насамперед на пластах з вугіллям, схильними до самозаймання, при невеликій відстані між пластами і нестійких гірських породах.

Переваги:

- зниження витрат на підтримку пластових відкатних штреків,

- менша ймовірність ендогенних пожеж;

- простіша ізоляція пожеж,

- підвищення концентрації гірничих робіт.

Недоліки:

- великі витрати на проведення польових виробок,

- збільшується термін підготовки виїмкових полів.

3.Класифікація схем підготовки

Наступним етапом підготовки є проведення підготовчих виробок в площині пласта. До них відносяться похилі(бремсберги, ухили, скати) і горизонтальні виїмкові (конвеєрні та вентиляційні штреки) виробки, що проводяться в межах виїмкової поля. Результатом другого етапу підготовки є утворення очисних вибоїв прийнятої довжини в кількості, яка забезпечує прийняту виробничу потужність шахти. Залежно від розподілу виїмкових ступенів шахтопласта на характерні частини розрізняють панельну, поверхову і погорізонтну підготовку виїмкових полів. Їх прийнято називати схемами підготовки. Схема підготовки - це сукупність характерно розташованих з урахуванням функціонального призначення підготовчих виробок, що забезпечують формування готових до виїмки частин шахтопласта.

До способів і схем підготовки пред'являються такі вимоги:

- безпека гірничих робіт;

- економічність, під якою слід розуміти зниження обсягу проведення виробок на 1000 т видобутку і підвищення повноти вилучення запасів;

- своєчасне відтворення готових до виїмки запасів.

Панельна підготовка

Мал.1 – Панельна підготовка: а – двостороння панель; б – одностороння панель; в - двостороння панель з фланговими пічами; 1 – основний транспортний штрек; 2 – просік; 3 – хідник; 4 – бремсберг; 6 – ярусні штреки; 7 – головний вентиляційний штрек; 8 – флангова піч(хідник); 9 – проміжний квершлаг


Галузь застосування:

- пласти будь-якої потужності з кутами падіння від 100 до 180.

- розмір панелі по простяганню досягає 2,5-3 км;

- розміри шахтного поля по простяганню 5-8 км;

Розрізняють двосторонні (двокрилі) і односторонні (однокрилі) панелі (мал.1). В двосторонньої панелі бремсберг (ухил) з хідниками проводять в середині виїмкової поля по простяганню (мал.1, а), в однобічній - в однієї з його меж (мал.1, б). Найбільш часто застосовуються двокрилі панелі.

Переваги панельної підготовки: можливість підвищення концентрації гірничих робіт і конвеєізація транспорту від очисних вибоїв до ствола; скорочення обсягу підтримуваних виробок.

Недоліки: великі витрати на проведення і підтримування панельних похилих виробок; складна схема провітрювання.

Поверхова підготовка

Мал.2 – Повехова підготовка: а – пологе залягання (1 – поверховий відкатний штрек; 2 – просік; 3 – хідник; 4- дільничий бремсберг; 5 – проміжні штреки; 6 – вентиляційний штрек); б – круте падіння (1 – проміжний квершлаг; 2 – центральний скат; 3 – пластовий відкатний штрек; 4 – паралельний штрекс; 5 – вентиляційний штрек)


Галузь застосування:

- розміри шахтного поля по простяганню до 4-5 км і падіння 1,2-2 км.

- на пластах з кутами падіння понад 18 °;

- при будь-яких гірничо-геологічних умовах залягання вугільних пластів, в тому числі і на пластах, небезпечних за раптовими викидами вугілля і газу;

- при розкритті шахтних полів похилими стволами.

При поверховій підготовці поверхи по простяганню ділять на виймальні поля. Готуються похилі виробки (дільничні бремсберги, ухили, скати), які проводять в кожному виїмковому полі. За ним здійснюється доставка вугілля до відкатного горизонту при розподілі поверху на підповерхи.

Переваги поверхової підготовки:

- невеликий обсяг проведення похилих гірничих виробок;

- більш швидке введення очисних вибоїв в експлуатацію (на пологих пластах);

- простота схеми провітрювання та транспорту.

Недоліки:

- розкиданість гірських робіт,

- великий протяг поверхових пластових штреків, що призводить до зростання витрат на їх підтримку.

Погоризонтна підготовка

Мал.3 – Погоризонтна підготовка: 1 – вентиляційний хідник; 2 – бремсберг; 3 – головний транспортний штрек; 4 – хідник; 5 – головний квершлаг; 6 – головний вентиляційний штрек;7 - шурф


Погоризонтна підготовка виїмкових полів здійснюється проведенням в межах виїмкових ступені похилих підготовчих виробок(мал.3). При високій газовості кращою є виїмка по падінню, а при підвищеній обводнення - по повстанню пласта.

Галузь застосування:

- тонкі і середньої потужності пласти з кутом падіння до 100.

Переваги:

- порівняно невеликий обсяг проведення підготовчих виробок;

- простота підготовки виїмкових полів;

- простота схеми транспорту корисної копалини.

Недоліки:

- обмежені умови застосування;

- труднощі перевезення людей і матеріалів по довгих похилих виробках.

Мінливість елементів залягання пластів в межах шахтного поля (кутів падіння і простягання) може зумовити застосування в межах одного і того ж шахтопласта змішаної підготовки: наприклад, панельної і поверхової або панельній і погоризонтній. У крилі шахтного поля з пологим заляганням пластів доцільна панельна підготовка, в крилі з крутопохилим або крутим заляганням - поверхова. Тому виділяють ще і комбінований спосіб підготовки.

Малюнок 4 - Розподіл шахтного поля на частини при різних способах підготовки:

а - поверховому; б - панельному;

в -погоризонтному; г - головними штреками;

д - комбінованому

1 - головний ствол; 2 - допоміжний ствол; 3 - капітальний бремсберг з хідниками; 3 '- панельний бремсберг з хідниками ; 4, 5 - поверховий штрек відповідно транспортний і вентиляційний; 6 - вентиляційний ствол; 7 - головний транспортний штрек; 8, 9 - ярусний штрек відповідно транспортний і вентиляційний; 10 - виїмковий бремсберг; 11 - виїмковий вентиляційний хідник; 12 - головний вентиляційний штрек; 13, 14 - виїмковий штрек відповідно транспортний і вентиляційний; 15 - панельний ухил з хідниками

НА ПОЧАТОК